JP4849032B2 - Powered vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、トラクタや乗用芝刈機等の動力車両において、走行用の多段の変速位置を運転者の意志により、または走行状態に応じて自動的に変更する自動変速制御装置を備えた動力車両に関する。 The present invention relates to a power vehicle equipped with an automatic transmission control device that automatically changes a multi-stage shift position for driving according to a driver's will or a driving state in a power vehicle such as a tractor or a riding lawn mower. .
エンジンの出力を変速装置を介して走行車輪に伝動するよう構成した動力車両において、手動で直進時又は旋回時に走行変速制御を行う手動変速制御装置と、アクセルペタルの踏込み量などに応じて自動的に走行条件に合った変速制御を行う自動変速制御装置の両方を備えた動力車両が知られている。
下記特許文献には、アクセルペダルの踏込み量とエンジン回転数により変速装置を最適出力状態に自動的に変速する自動変速モードのいずれかを選択して出力する変速モード変更手段を備えた構成が開示されている。
The following patent document discloses a configuration including shift mode change means for selecting and outputting any of automatic shift modes for automatically shifting the transmission to an optimum output state based on the accelerator pedal depression amount and the engine speed. Has been.
前記特許文献のアクセルペダルの踏み込み量とエンジン回転数により変速装置を最適出力状態に自動的に変速する自動変速モードは、変速段数が限られており、多種多様な状況に対応できなかった。 The automatic shift mode that automatically shifts the transmission to the optimum output state based on the amount of depression of the accelerator pedal and the engine speed described in the above-mentioned patent document has a limited number of shift stages and cannot cope with various situations.
本発明の課題は、多種多様な状況に対応できる変速モードに変更できる変速制御装置を備えた動力車両を提供することである。 The subject of this invention is providing the power vehicle provided with the speed change control apparatus which can be changed into the speed change mode which can respond to various situations.
本発明の上記課題は、次の構成により解決される。
請求項１記載の発明は、エンジン（２）の回転動力を主変速装置（４３）と副変速装置（４５）に順次伝達し後輪（２０，２０）を駆動するように構成し、主変速装置（４３）の変速は変速レバー（１６）のグリップ部に設けたアップダウンスイッチで変速位置を１段ずつ切り替え、副変速装置（４５）は変速レバー（１６）のシフト操作で変速位置を高低切り替える構成とし、かつアクセルペダル（９）の踏み込み量に応じて前記主変速装置（４３）の変速位置を自動的に切り替える自動変速制御装置を構成し、車体（１）の後部に作業機（６）を昇降自在に連結した動力車両において、作業機（６）上昇時のシリンダの保持圧センサ（６６）、前後輪の各回転センサ（６７）及び牽引装置の歪みセンサ（６８）の各検出値を制御装置（１００）に入力し、制御装置（１００）は、前記保持圧センサ（６６）の検出により作業機（６）装着が有るときは作業機装着走行モードを判定し、前記回転センサ（６７）の検出によって後輪回転数が前輪回転数より大きいときは悪路走行中であると判定し、前記歪みセンサ（６８）の検出に基づき作業機（６）の軽重により重負荷走行モード中または軽負荷走行モード中であると判定し、かつ制御装置（１００）には路上走行の前記各モードに対応すべく予め変速シフトパターンを設定し、前記判定結果に基づきこれら変速シフトパターンの一を選択する構成とした動力車両とする。
このように構成すると、制御装置（１００）に入力される各種センサの検出値によって、走行モードが、速度を重視した通常の路上走行モード、速度を抑えた安全走行が可能な悪路走行モード、圃場でのあらゆる変速位置での操向ができる作業機装着走行モード、作業機６などを牽引する牽引力を重視した重負荷走行モード、また高速走行を重視した軽負荷走行モードに判定され、夫々に予め設定された変速シフトパターンが選択される。
The above-described problems of the present invention are solved by the following configuration.
According to the first aspect of the present invention, the rotational power of the engine (2) is sequentially transmitted to the main transmission (43) and the auxiliary transmission (45) to drive the rear wheels (20, 20). The gear shift of the device (43) is switched one step at a time by an up / down switch provided in the grip portion of the gear shift lever (16), and the sub gear (45) is moved up and down by a shift operation of the gear shift lever (16). An automatic transmission control device that automatically switches the shift position of the main transmission (43) according to the amount of depression of the accelerator pedal (9) is configured , and the work machine (6 ) In such a manner that the working machine (6) is lifted, the cylinder holding pressure sensor (66), the front and rear wheel rotation sensors (67), and the traction device distortion sensor (68) are detected. Control device (1 0), the control device (100) determines the work implement mounting travel mode when the work implement (6) is installed by the detection of the holding pressure sensor (66), and detects the rotation sensor (67). When the rear wheel rotational speed is larger than the front wheel rotational speed, it is determined that the vehicle is traveling on a rough road. Based on the detection of the strain sensor (68), the work machine (6) is light in heavy load traveling mode or light loaded traveling mode. A shift shift pattern is set in advance in the control device (100) to correspond to each mode of road travel, and one of these shift shift patterns is selected based on the determination result; Power vehicle.
If comprised in this way, according to the detection value of the various sensors input into a control apparatus (100), the driving mode will be the normal road driving mode which attached importance to speed, the rough road driving mode in which safe driving which suppressed speed, The operation mode is determined to be a work machine-equipped travel mode that can be steered at any speed change position on the field, a heavy load travel mode that emphasizes the traction force that pulls the
請求項２に記載の発明によれば、前記自動変速操作手段の変速シフトパターンを任意に変更する変速位置設定スイッチ６１を設けたことを特徴とする動力車両とする。
上記によれば、変速位置設定手段６１を用いてユーザが自分の運転技量などに合わせて変速シフトパターンを選択設定できる。
According to the second aspect of the present invention, the power vehicle is characterized in that the shift position setting switch 61 for arbitrarily changing the shift shift pattern of the automatic shift operation means is provided.
Based on the above, the user can select and set a shift shift pattern in accordance with his / her driving skill using the shift position setting means 61.
請求項１に記載の本発明によれば、制御装置１００により車両の路上走行状況や作業走行状況に応じた変速シフトパターンに切り換えることで、よりスムーズな走行が可能となる。
請求項２に記載の本発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、主変速装置４３の自動変速位置は、ユーザが自分の運転技量などに合わせて予め設定した変速パターン位置に設定できるので、各ユーザに適した動力車両の走行安全性とスムーズな走行性が確保できる。
According to the first aspect of the present invention, the
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the automatic shift position of the
本発明の実施の形態を図面と共に以下作業車両の一例である農業用トラクタ（以下、「トラクタ」という。）について説明する。
図１は本発明の一実施の形態のトラクタの側面図を示す。図２は図１のトラクタの変速装置の動力伝達線図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings for an agricultural tractor (hereinafter referred to as “tractor”) which is an example of a work vehicle.
FIG. 1 shows a side view of a tractor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a power transmission diagram of the transmission of the tractor shown in FIG.
トラクタは車体１の前部にエンジン２を載置し、このエンジン２からクラッチハウジング（図示せず）、ミッションケース３等を一体的に連結して車体１の主枠としている。エンジン２の回転動力をミッションケース３内の変速装置にユニバーサルジョイントを介して伝達する。また、車体１の後部に昇降自在に作業機６を連結している。
The tractor has an
フロア８の右側（以下、左、右側とは前進方向に向かっての側方をいい、ここでは前進方向に向かって右側をいう。）に設けられたアクセルペダル９の踏み込み量に応じてエンジン２のスロットルバルブの開度が変わり、変速装置へ入力される動力軸の回転数が増減する。
The
そしてボンネット１５の左右両側には、ホイール式の左右一対の前輪２１，２１をセンターピボット（図示せず）を中心に対してローリング自在に設けている。また、フロア８の上方には、ステアリングハンドル１１、操縦席１２、クラッチペタル１４などが設けられ、操縦席１２の側方には変速レバー１６が設けられている。
On the left and right sides of the
ミッションケース３内には主・副変速装置が設けられ、この変速装置で最終的に減速された回転動力が左右一対の後輪２０，２０に伝達される。ミッションケース３の前部には前輪２１，２１を駆動するための前輪駆動軸２２が軸支されている。
A main / sub transmission is provided in the
ミッションケース３の後上部には油圧シリンダケース２５が取り付けられ、この油圧シリンダケース２５の左右両側部にはリフトアーム２６，２６が回動自在に枢着されている。リフトアーム２６、２６とロワーリンク２７，２７との間にはリフトロッド２８が設けられ、トップリンク２３とロワーリンク２７，２７の後端にロータリなどの作業機６を連結し、リフトアーム２６，２６を回動させると作業機６が昇降するように構成している。
A
図２は、本発明に係る実施の形態の変速装置を有するトラクタの走行伝動系を表した線図である。エンジン２の回転動力は前記クラッチペダル１４で操作する主クラッチ４４に伝えられた後、機体の進行方向を前後方向に切換える前後進切替装置４２と油圧アクチュエータ（図示せず）により多段変速が可能な主変速装置４３と副変速装置４５に順次伝達され、後輪デフ装置４６と最終減速ギヤ機構４７を介して後輪２０，２０を駆動するように構成している。また、前輪２１，２１へは後輪デフ装置４６の伝動上手から動力を分岐させて前輪駆動系４９を駆動する。
FIG. 2 is a diagram showing a traveling transmission system of a tractor having the transmission according to the embodiment of the present invention. After the rotational power of the
なお、前記主変速装置４３は変速レバー１６のクリップに設けたアップダウンスイッチで変速位置を１段ずつ切り替える手動操作手段を備え、副変速装置４５は変速レバー１６のシフト操作で変速位置を適宜切り替える構成となっている。また、コントローラ１００には、アクセルペダル９の踏み込み量に応じて主変速装置４３の変速位置を自動的に切り替える自動変速操作手段を構成している。
The
前記主変速装置４３と副変速装置４５の変速位置は図３（ａ）に示す通りである。主変速段は１〜４段あり、また副変速段は低速段、中速段及び高速段があり、前記主変速段と副変速段の組み合わせで合計１２段の変速位置を選択できる構成である。この合計１２段の変速位置は圃場などでの作業走行時に選択可能な走行変速段である。
The shift positions of the
本実施例の自動変速制御装置は作業機６を牽引しながら圃場などを走行する作業走行時および路上を走行する路上走行時においてユーザが自分の運転技量などに合わせて自由に変速位置を選択設定できることに特徴がある。
In the automatic transmission control device of this embodiment, the user can freely select and set the shift position in accordance with his / her driving skill during the work traveling on the field or the like while towing the
図４に上記変速制御装置の構成図を示す。コントローラ１００には変速位置設定スイッチ６１の他にアクセルペタル回動角センサ（ポテンショメータ）６２、エンジン回転センサ６３、変速位置センサ６４、レバー位置センサ６５、作業機保持圧センサ６６、前後輪回転センサ６７、及びドラフトセンサ６８などを備えている。
FIG. 4 shows a configuration diagram of the shift control device. In addition to the shift position setting switch 61, the
変速位置設定スイッチ６１で選択された変速位置に関する信号とセンサ６２〜６８などからの信号がコントローラ１００に入力されると、コントローラ１００の指令により変速装置４３内に設けられた複数の制御弁のソレノイド（図示せず）内の中で適切なソレノイドが作動して図５に示す表示パネル６０（図１）の液晶モニタ７１に設定された変速位置が表示される構成になっている。
When a signal related to the shift position selected by the shift position setting switch 61 and signals from the sensors 62 to 68 are input to the
従って、ユーザは液晶モニタ７１を見ながら自由に適切な変速位置を選択設定できる。例えば図３（ｂ）には３人のユーザがそれぞれの運転技量に合わせて路上走行時の変速位置を変速位置設定スイッチ６１を操作して選択する一例を示す。
Therefore, the user can select and set an appropriate shift position freely while looking at the
こうして、ユーザの任意の設定でそれぞれ変速シフトパターンを適切な状態に設定できる。しかも図６に示すようにユーザは、自分の設定した走行モードを液晶モニタ７１で確認しながら変速位置を変えることができるので、各ユーザに適した動力車両の走行安全性とスムーズな走行性が確保できる。
In this way, the shift shift pattern can be set to an appropriate state according to the user's arbitrary setting. Moreover, as shown in FIG. 6, the user can change the shift position while confirming the traveling mode set by the user on the
また、前記ユーザが任意に設定した変速シフトパターンを図４の制御装置のイメージ図に示すように走行車両メーカ又は修理会社等のホストコンピュータ７２で管理するシステムを採用することもできる。このときユーザは携帯電話などの通信手段でホストコンピュータ７２と通信できると更に便利である。 Further, a system in which the shift shift pattern arbitrarily set by the user is managed by a host computer 72 such as a traveling vehicle manufacturer or a repair company as shown in the image diagram of the control device in FIG. 4 may be employed. At this time, it is more convenient if the user can communicate with the host computer 72 by communication means such as a mobile phone.
ユーザが任意に変速シフトパターンを設定できることはユーザにとって使い易くなるが、自分の設定した走行モードを忘れることもあり、ユーザが設定した変速位置をメーカ等のホストコンピュータで管理できれば、走行車両メーカ又は修理会社等はユーザからの問い合わせやクレームにも迅速に対応できる。また前記メーカ等はユーザの好みの傾向をデータベース化できる利点もある。 The user can arbitrarily set the shift shift pattern, but it is easy for the user to use. However, the user may forget the driving mode set by the user, and if the shift position set by the user can be managed by a host computer such as a manufacturer, Repair companies can quickly respond to inquiries and complaints from users. In addition, the manufacturer has an advantage that a user's preference tendency can be stored in a database.
さらに、路上走行時と作業走行時の変速シフトパターンを予め数種類設定しておき、状況をコントローラ１００が自動的に判断し、変速シフトパターンを自動的に変更する構成を採用してもよい。このように数種類の変速シフトパターンを採用する理由は、路上走行といっても舗装路での走行又は悪路での走行など走行状況が様々であり、また、トラクタが作業機６などの重量物を取り付けている場合あるいは作業機６を取り付けてない場合の牽引走行など各種の作業走行状況があるためである。
Furthermore, a configuration may be adopted in which several types of shift shift patterns during road travel and work travel are set in advance, the
すなわち、１つの変速シフトパターンでは上記全ての路上走行状況や作業走行状況でスムーズな変速が難しいので本実施例では図７に示すような各種の走行モードを各種センサの検出値に基づき予め設定できるようにしている。図７に示す通常の路上走行モードは速度を重視した走行モードであり、悪路走行モードは速度を抑えた安全走行が可能な走行モードあり、作業機装着走行モードは圃場でのあらゆる変速位置での走行ができる走行モードであり、重負荷走行モードは作業機６などを牽引する牽引力を重視した走行モードであり、また軽負荷走行モードは高速走行を重視した走行モードである。 That is, in one shift shift pattern, smooth shifting is difficult in all the above-mentioned road traveling conditions and work traveling conditions, so in this embodiment, various traveling modes as shown in FIG. 7 can be set in advance based on detection values of various sensors. I am doing so. The normal on-road travel mode shown in FIG. 7 is a travel mode that emphasizes speed, the rough road travel mode is a travel mode that enables safe travel with reduced speed, and the work equipment-mounted travel mode is at any shift position on the field. The heavy load travel mode is a travel mode that emphasizes traction force that pulls the work implement 6 and the like, and the light load travel mode is a travel mode that emphasizes high speed travel.
図４には前記車両の路上走行状況や作業走行状況に応じた変速シフトパターンに切り換えるための機能も備えた制御装置の構成を示している。制御装置には前記車両の路上走行状況や作業走行状況に応じた条件を検出して前記走行モードを判定するためのセンサが設けられており、例えば作業機６を上昇させた時に油圧シリンダへどれ位の圧がかかっているかを検出する保持圧センサ６６、前後輪の各回転センサ６７及び牽引装置の歪みセンサ６８である。コントローラ１００は前記作業機６の保持圧センサ６６の検出値により作業機６の有無の判定を行い、後輪駆動車両における前輪と後輪の各回転センサ６７の検出値により後輪回転数が前輪回転数より大きいと悪路走行中であると判定し、牽引装置の歪みセンサ６８の検出値により作業機６の軽重が判定できる。
FIG. 4 shows the configuration of a control device that also has a function for switching to a shift shift pattern in accordance with the on-road traveling condition and the working traveling condition of the vehicle. Which the control device has a sensor is provided for determining the condition the running mode by detecting according to the road conditions and working running condition of the vehicle, to the hydraulic cylinder when the example was increased working machine 6 A holding pressure sensor 66 for detecting whether or not the pressure is applied, front and rear
このように、図４に示す制御装置により車両の路上走行状況や作業走行状況に応じた変速シフトパターンに切り換えることで、よりスムーズな走行が可能となる。
また、前記主変速装置４３及び副変速装置４４を全てアクチュエータで操作する場合は、図８のように、変速レバー１６を直線的に作動させて、該レバー１６の位置をアクセルペタル回動角センサ６２で読み取り、該レバー１６の変速位置に相当する油圧バルブ（図示せず）を作動する機構を採用する場合もある。
As described above, the control device shown in FIG. 4 allows the vehicle to travel more smoothly by switching to the shift shift pattern in accordance with the on-road traveling condition and the working traveling condition of the vehicle.
When all of the
このような構成では図８に示すように、通常の変速シフトではレバーガイド７４の中立位置（Ｎ）から１２段まで変速レバー１６を操作して変速段を決める。そして最も増速側に変速レバー１６を倒す位置に該レバー１６の基部を挟み付ける板バネ７６を設けておく。そして、路上走行位置にするためには板バネ７６の反力に打ち勝つように変速レバー１６を倒すことでユーザは該レバー１６を見なくても路上走行位置に該レバー１６があることを確認できる。また、変速レバー１６を最も増速側に倒した位置に入れるときには該レバー１６の握りも設けたスイッチ（図示せず）を押したままで倒されたときだけ路上走行位置に入ることができる構成にしてもよい。
In such a configuration, as shown in FIG. 8, in a normal shift shift, the shift lever 16 is operated from the neutral position (N) of the
さらに、図９に示すように変速レバー１６を最も増速側に倒したときにレバーガイド７４の突起７４ａを乗り越えることができると路上走行位置となる構成にしてもユーザは該レバー１６を見なくても路上走行位置にレバー１６があることを確認できる。
Further, as shown in FIG. 9, even when the road lever is moved over the
また、変速レバー１６を最も増速側に倒しきった位置に板バネ７６を設置しておき、ユーザが、その位置に該レバー１６を１秒以上保持したら路上走行モードとなる構成にして、この場合には路上走行モードに入ったことが認識できるように音声を出す構成にしてもよい。その後、ユーザが変速レバー１６から手を離すと該レバー１６は路上走行位置に静止し、路上走行モードが継続する。もし作業モードに戻したいときは変速位置の変速位置１２から１の範囲に変速レバー１６を動かすことで変更される。
In addition, a leaf spring 76 is installed at a position where the speed change lever 16 is fully lowered to the speed increasing side, and the user enters the road running mode when the lever 16 is held at that position for 1 second or more. In some cases, a voice may be output so that it can be recognized that the vehicle has entered the road running mode. Thereafter, when the user releases his / her hand from the speed change lever 16, the lever 16 stops at the road running position, and the road running mode continues. If it is desired to return to the work mode, it is changed by moving the shift lever 16 from the
上記構成にすると、仮に作業モードにおいて単に変速レバー１６を路上位置に入れただけでは受付ないので、ユーザが変速位置を認識せずにレバー操作したとき不用意に路上走行モードとなるトラブルを避けることができる。 With the above configuration, it is not possible to simply accept the shift lever 16 in the road position in the work mode, so it is possible to avoid the trouble of inadvertently entering the road travel mode when the user operates the lever without recognizing the shift position. Can do.
こうして、ユーザが意識せずにレバー操作したとき不用意に路上走行モードとなるトラブルを避けることができ、しかも変速レバー１６を最も増速側に倒したときに路上走行用の変速位置とすることでシフト操作の簡素化を図ることができる。 In this way, it is possible to avoid the trouble of inadvertently entering the road travel mode when the lever is operated without the user's awareness, and to set the shift position for road travel when the speed change lever 16 is tilted to the maximum speed side. Thus, simplification of the shift operation can be achieved.
なお、図８と図９に示す構成を採用する場合にも路上走行位置では、図７に示すように予め設定したモードに応じてアクセルペタル９の踏み込み、即ちエンジン２の設定位置と同エンジン２の出力回転数に応じて自動変速する構成となっている。
Even when the configurations shown in FIGS. 8 and 9 are adopted, at the road running position, as shown in FIG. 7, the
この発明は、トラクタや乗用芝刈機等の動力車両において、走行用の多段の変速位置を運転者の意志により、または走行状態に応じて自動的に変更する自動変速制御装置を備えた動力車両に利用できる。 The present invention relates to a power vehicle equipped with an automatic transmission control device that automatically changes a multi-speed shift position for driving according to a driver's will or according to a driving state in a power vehicle such as a tractor or a riding lawn mower. Available.
１ 車体
２ エンジン
３ ミッションケース
６ 作業機
８ フロア
９ アクセルペダル
１１ ステアリングハンドル
１２ 操縦席
１４ クラッチぺダル
１５ ボンネット
１６ 変速レバー
２０ 後輪
２１ 前輪
２２ 前輪駆動軸
２３ トップリンク
２５ 油圧シリンダケース
２６ リフトアーム
２７ ロワーリンク
４２ 前後進切替装置
４３ 主変速装置
４４ 主クラッチ
４５ 副変速装置
４６ 後輪デフ装置
４７ 最終減速ギヤ機構
４９ 前輪駆動系
６０ 表示パネル
６１ 変速位置設定スイッチ
６２ アクセルペタル回動角センサ（ポテンショメータ）
６３ エンジン回転センサ
６４ 変速位置センサ
６５ レバー位置センサ
６６ 作業機保持圧センサ
６７ 前後輪回転センサ
６８ ドラフトセンサ（歪みセンサ）
７１ 液晶モニタ
７２ ホストコンピュータ
７４ レバーガイド
７４ａ 突起
７６ 板バネ
１００ コントローラ
DESCRIPTION OF
63 Engine rotation sensor 64 Shift position sensor 65 Lever position sensor 66 Work implement holding
71 LCD monitor 72
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